张 伟，郭 帅，吴 瑜，殷 希
（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东 广州 ５１０００）
【摘要】 通过对全球涉及经编三维增强织物的重点专利进行研究，总结出经编三维增强织物的发展历程，并对其每个阶段的代表性专利进行分析，拟为我国产业化纺织品的研究方向提供参考。
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关键词 经编；三维；增强；专利
Doi：10.3969/j.issn.2095-0101.2015.03.012
中图分类号： TS184.1+1 文献标识码： A 文章编号： 2095-0101（2015）03-0034-03
收稿日期：２０１５-０４-０８
作者简介：张伟（１９８６- ），女，四川绵阳人，工学硕士，国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心研究实习员，发明专利实质审查员，主要从事发明专利实质审查工作。
０ 引 言
目前，我国是世界上最大的纺织品生产和出口国，但纺织产品的附加值普遍偏低。为提高产业的全球竞争力，需要从劳动密集型向技术密集型转变，而将纺织品应用于产业领域则是突破口之一。欧美等发达国家早在２０世纪７０年代就开始研究纺织品在产业上的应用，如将织物应用于汽车、医疗、航空航天和建筑等领域［１］；同时，开发新型纺织品，如将间隔织物应用于文胸、鞋垫等；而我国的相关研究则晚了２０多年，技术相对落后，这需要业内人士共同努力，迎头赶上。为此，对经编三维增强织物在全球的重点专利进行分析，以期为我国科研机构和企业在经编三维增强织物方面的发展方向提供参考。
１ 研究对象
１．１ 经编三维增强织物的技术定义
经编三维增强织物［２］包括经编三维成型增强织物和经编三维轴向增强织物，其中经编三维成型织物又包括经编管状增强织物和经编间隔增强织物；经编三维轴向增强织物又包括单轴向增强织物、双轴向增强织物和多轴向增强织物。
经编管状增强织物是指具有圆形或者类圆形截面的机械性能有提高并可提供一定支撑力的经编织物；经编间隔增强织物是指由两个表面由单丝或纱线连接在一起的一种拉舍尔经编织物，并可提供一定强力支撑和缓冲性能的织物。
经编单轴向增强织物是指在织物的横向或纵向衬入纱线而在织物的长度方向或垂直于长度方向的加固经编织物；经编多轴向增强织物，包括经编双轴向增强织物和经编多轴向增强织物，因此经编多轴向增强织物是指具有两层或者两层以上的纱片以一定角度排列形成的加固经编织物。
１．２ 样本构成
通过在中国专利文摘数据库和德温特世界专利索引数据库中对经编三维增强织物的相关专利申请以分类号结合教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 进行检索，以世界范围内在各国提交的涉及经编三维增强织物的专利申请为研究对象，并对经过整理和筛选的３９８篇专利申请文献进行重点分析。
此外，由于发明专利申请大多需要一年多的时间才会被公开，因此部分２０１３年和大部分２０１４~２０１５年提出的专利申请文献还未被公开，虽然这３年的数据不完整，但依据这些已经公开的数据对经编三维增强织物领域进行技术分析仍具有指导意义。
２ 经编三维增强织物的发展历程
经编三维增强织物的发展经历了萌芽期、缓慢发展期、快速成长期和产业促进期４个阶段，最早关于经编三维增强织物的专利是在１９３４年由Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｈｏｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ 公司提出的具有内锁线圈的多轴向织物，可在各个方向提高织物的强力。最早关于经编三维成型增强织物的专利是在１９６８年由ＳＦＯＲＺＡ公司提出的具有弹性的管状织物，其采用非弹性纱线与弹性纱线一起形成螺旋状的构造，并将该管状织物用于医疗包扎，使得药物可缓释。经编三维增强织物技术路线图见图１。
根据图１可知，在经编三维增强织物的技术发展中早期，因织物结构差异就分为经编三维成型增强结构和经编轴向增强结构。其中早期的经编三维成型增强结构仅有管状的增强，直到２０世纪８０年代才出现经编间隔增强织物；但由于经编单轴向织物的撕裂性能不佳，因此，经编轴向增强织物一开始就注重于经编多轴向织物的研究。
３ 经编三维增强织物重点专利分析
３．１ 经编三维成型增强结构织物的重点专利分析
对于经编三维成型增强结构，无论是管状增强织物还是间隔增强织物在缓慢发展期注重的均是织物本身组织结构的研究。如专利文献ＪＰＨ０１２６６２５７Ａ公开的经编三维管状增强织物，通过粘结剂的粘结作为填充物形成蜂巢结构，该结构构造具有高强度、高弹性、高刚性和高耐热性的特点，可用于航空宇宙等飞行体的外壁材料以及土木工程等各种构造材料；专利文献ＤＥ３１３９４０２Ａ１为第一篇出现的经编间隔织物，其公开的是一种具有连接熔融纱线的多层经编织物即经编间隔织物，该织物在结构方面具有织物层间距容易调节的特点，从而使得织物具有弹性，并相对于同样厚度的织物具有高的生产效率。
在快速成长期则更关注织物机械性能的提高，以扩展织物的应用领域。如专利文献ＣＡ２１５１６５２ Ａ１是由美国固特异轮胎和橡胶公司申请的一种螺旋针织软管，在该软管中具有加强件，在软管弯曲柔性不受影响的情况下，使得软管在收到内部压力时能减少其长度或直径发生变化或围绕软管轴向作扭转的倾向，其通过在具有一根轴线的软管，设置一个内层管和并在软管的至少一层中设置具有纵行和横列的针织加强件，并且该加强件是织成纵行，具有与横列取向相反的螺旋取向，该软管可用作汽车的模压弯曲软管或公园用及工业用软管。专利文献ＪＰＨ０６１２６９０８Ａ公开了一种用于建筑材料和汽车内部装饰的间隔织物，该复合材料具有较高的层间剪切力和较好的加工性，通过在间隔织物的表面和背面涂覆或填充有热塑性树脂；为了提高强力，可在该间隔织物的两边都粘结有具有树脂的片材以形成三明治结构。专利文献ＪＰＨ０６１８２９１２Ａ公开了一种具有高弯曲强度和回弹性好的间隔织物，它是将树脂粘合在间隔织物的两面从而形成了树脂涂覆的浇铸材料。
在产业促进期则主要在产品用户体验、织物结构多样性、环境友好性以及赋予织物如阻热和防辐射方面进行改进。如专利文献ＣＮ１６９５６１Ａ是由东华大学申请的一种用于编织管状织物的设备，该设备能在对管状织物进行全幅衬纬时，加入不参加编织的增强纱线，从而提高管状织物的整体稳定性，实现编织管状三维经编结构预制件的功能；专利文献ＵＳ２０１４０９４０７７Ａ１公开了一种用于保护覆盖涡轮和炮筒的复合材料，该管状经编织物采用包芯纱，包芯纱的材料芯层选自于玻璃纤维、碳纤维和金属纤维，而皮层则选自于聚醚、聚砜类纤维，以及尼龙、聚酯和聚丙烯纤维。
专利文献ＪＰ２００２２３５２６５Ａ公开了一种具有伸缩性的布帛材料，该布帛具有三维间隔结构，兼具伸缩性和刚性，在被覆、缠绕时紧固力较松，可广泛用于具有凹凸的形体弯曲及凹凸部位用的医疗用材料；专利文献ＦＲ２９７２６２６Ａ１涉及一种有经编间隔织物制成的三维镂空编织件假体，其使间隔织物中的连接纱分布成使得在间隔件处可限定彼此交叉的纱线的缠结，而不会阻碍织物正面和背面的孔，从而使得假体在受到压缩力或者拉力时仍可保持其三维结构，而不需要在编织件中添加多余的材料。
３．２ 经编三维轴向增强结构织物的重点专利分析
经编三维轴向增强结构织物在其萌芽期注重织物本身编织结构的研究。如专利文献ＵＳ２１１８１０８Ａ、ＣＡ１０４４８８２Ａ１均是对轴向织物的结构进行设计研究。
在缓慢发展期则注重于编织效率提高。如由全球经编轴向设备主要生产商利巴和卡尔迈尔的专利文献ＤＥ３３４３０４８Ａ１（利巴）、ＤＥ３３０４３４５Ａ１（卡尔迈尔）。ＤＥ３３４３０４８Ａ１（利巴）是在１９８３年提出的，涉及的是一种编织方法，采用第一方向的纱线编织第一层，采用第二方向的纱线覆盖在第一层上编织第二层，并通过对铺设角度的设计以提高织物强力；同年卡尔迈尔公司也提出专利ＤＥ３３０４３４５Ａ１，公开了具有在各个方向上提高织物强力的多轴向织物。
在快速发展期则主要将注意力转向对织物性能提高的研究。如专利文献ＪＰＨ１１２００２０１Ａ公开了一种弹性覆盖材料，用于金属件的加强，该材料可容易地为具有各种尺寸和各种形状包括曲面的区域提供紧密的接触。
而在产业促进期，同样的产品则在用户体验、赋予织物更多附加性能如耐碱等方面进行改进，以及减少加工程序降低生产成本等多方面进行改进。如专利文献ＵＳ２００５２３３６５６Ａ１公开了一种多轴向层状结构材料，该材料具有好的耐碱性能，可广泛应用于绝缘加热材料；专利文献ＣＮ１０１９８４１７６Ａ则是一种三轴向的经编织物，其仅在普通的双轴向经编机即可获得三轴向经编织物，其生产费用低并且坯布宽幅尺寸可灵活控制。
４ 结 语
未来经编三维增强织物的会具有更加多样化的发展，并会在用户体验和增加纺织产品附加价值做进一步的深入研究。
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参考文献
［１］秦志刚．经编针织物增强复合材料结构与性能研究［Ｄ］．上海：东华大学博士学位论文，２０１１．０５．
［２］《针织工程手册 经编分册》编委会． 针织工程手册 经编分册（第２版）［Ｍ］．北京：中国纺织出版社，２０１１．